【基于生命周期法的化学制浆纸对环境的影响评价实证探析12000字（论文）】

目录PAGEIII基于生命周期法的化学制浆纸对环境的影响评价实证分析摘要造纸业是国家重点工业，众多产业以此为基础。但是以化学制浆法造纸工艺造成的环境污染问题十分严重，在可持续发展的理念下，政府和企业开始注重造纸业污染治理，寻求应对措施。本研究采取生命周期评价的方法，选择生产1t新闻纸作为功能单位，对化学制浆法生产纸产品的备料、制浆、抄造过程进行数据收集，列出生命周期清单，利用eBalance软件进行特征化、归一化和加权评估。得到以下研究结果：(1)量化了基于化学制浆法制造新闻纸对不同影响类型的影响。其中对全球变暖的影响总量为2493kgCO2eq，对富营养化的影响总量为1.833kgPO43-eq，对酸化的影响总量为2.967kgSO2eq，可吸入颗粒物总量为0.8297kgPM2.5eq。(2)识别了关键流程与关键物质。基于化学制浆法制造新闻纸的关键流程为制浆阶段,对酸化、富营养化、全球变暖和可吸入颗粒物的贡献率分别为65.3%、88.7%、65.4%、65.1%。其中全球变暖的关键物质为CO2，酸化的关键物质为SO2，可吸入颗粒物的关键物质为氮氧化物，富营养化的关键物质为COD。(3)识别了关键影响类型。全球变暖、酸化、可吸入颗粒物和富营养化四种影响类型的加权结果分别为0.0497、0.0084、0.0035和0.0033。基于化学制浆法制造新闻纸的关键影响类型为全球变暖，在四种环境影响类型中占比76.5%。关键词：化学制浆法；造纸业；生命周期评价；能源消耗；可持续发展目录摘要 IAbstract II1绪论 11.1研究背景及意义 11.2国内外发展现状 21.2.1国内现状 21.2.2国外现状 31.3研究内容 31.4研究方法 42目标与范围 52.1相关理论概述 52.1.1生命周期评价发展概述 52.1.2生命周期评价的局限性 52.1.3生命周期评价的意义 52.2目标与范围的确定 62.2.1目标的确定 62.2.2系统范围界定 62.3数据收集 82.4清单分析 82.4.1原料消耗 82.4.2能量消耗 82.4.3大气污染物 92.4.4水污染物 92.4.5固体废物 92.4.6生命周期清单 103生命周期环境影响评价 103.1特征化 103.2归一化 133.3加权评估 143.4生命周期解释评价 154结论和展望 174.1结论 174.2不足 174.3展望 18参考文献 19 -PAGE7-1绪论1.1研究背景及意义造纸在人类发展的进程中发挥着无可替代的作用，是我国最重要的发明之一。时至今日，造纸业已经发展为一个衡量国民经济标准的重要产业，我国造纸业规模已经位居世界前沿，纸产品的消费与进口量也已经超越了多数发达国家，但与此同时造纸业也存在着资源浪费和环境污染的问题，根据“十四五”规划要求，落实可持续发展，实现工业生产排放物全面达标，对造纸业的污染治理已经刻不容缓。我国是重要的纸产品生产国，也是最大的纸产品消费国，造纸业支援了全国的经济发展，曾多次受到轻工部的表扬。纸品及相关纸品的消费总量仅次于美国，位居世界第二[1]。根据国家统计数据，2007年全年产量超过100万吨以上企业有12个[2]。虽然规模上有了显著的提升，但化学制浆法造纸暴露的环境问题不容忽视。制浆和漂白过程中，生产原料在强氧化性试剂、强酸试剂的作用下产生了一系类污染物随着废液排放到附近流域[3]。虽然自然界的水体有一定的自净作用，但在缺少废水处理的情况下，还是会给环境带来不小的负担。最直接的影响是造成水体溶氧量的降低，对水域内生物的生存带来威胁[4]。废液中含有大量有机物，在各种微生物的作用下生成氨、亚硫酸盐等毒害物质[5]。一些对水质要求较高的鱼虾耐受不了最终死亡，鱼虾尸体也属于有机物，进一步扩大了这种影响，最终造成了范围内生物数量大幅降低。造纸过程对电的消耗也十分巨大，我国能源结构中主要以煤为主要发电来源，这势必会加重大气污染。除了污染大气和水体，其产生的固体废弃物如果处理不当会污染附近土壤，影响作物生长，经过长期堆积和雨水冲刷，会对恶化周边生态，加剧环境污染[6]。面对日益严重的环境问题政府采取了相应的政策，制定了全世界最为严格的污染物治理标准，产能落后、工艺落后的小型造纸厂被强制关闭，积极开展相关的研究工作，改良技术工艺，提高治理能力。在实践中摸索出了一系列技术方法，通过化学制浆黒液碱回收技术、膜分离废水处理技术、固体废弃物处理技术对造纸污染进行全方位处理。现在，造纸业正努力朝着增产减污的方向前行，根据《第二次全国污染源普查公报》发布会的数据，造纸行业已经不是水污染最严重的企业，在节能减排方面也取得了不错的成绩[7]。造纸工艺主要有机械制浆法、无碱木浆造纸方法、化学制浆法。在现代化造纸工业中主要是采用化学制浆方法造纸，但此方法有很大的弊端，在生产过程产生的大量废液中含有多种化学试剂会极大地影响当地生态环境，损害人们的身体健康。另一方面，处理污水的工艺较为复杂，成本也相对较高。鉴于化学法制浆造纸应用的广泛性以及污染的严重性。本研究将对基于化学制浆法制造新闻纸的生产过程进行生命周期研究，寻找关键物质以及关键环节，为降低环境成本，节约能源，提高资源利用率提供改进方向，以达到可持续发展的目的。1.2国内外发展现状1.2.1国内现状早期，各地根据当地特色利用竹子等原材料提高了产量，降低了费用，使得纸产品有了一定程度的普及。但生产规模受到手工业的限制，因此没有带来环境问题。随着近几十年的发展，造纸业规模得到充分的扩张，面对大量的消费需求，各地造纸企业扩大生产，更新设备，完成了现代造纸业的转型，部分企业已迈入世界一流水平，中国一跃成为造纸业大国。随之而来的是造纸业巨大的能源消耗，尤其是水能源消耗引起的一系列环境问题。为了更好的实现纸产品清洁化生产，国内学者开始尝试将LCA思想应用到纸产品的生产中。杨冬璐通过实地测量、收集数据，对四种常见纸产品的进行生命周期评价，在经济和环境层面给出了相应的建议。得到的结论是瓦楞纸板是四种类型中对环境影响最小的，原料的选择上采取废纸能降低环境负荷，改变能源结构也可以减少污染物的排放[10]。葛振香对山东省的造纸业情况进行了调查，选择当地两种造纸工艺进行全生命周期评价。在比较结果中，脱墨浆造纸工艺更优[11]。周婷针对秸秆造纸展开相关研究，分析了泉林纸业的生产过程[12]。李梦婷基于劲嘉股份有限公司的实测数据，对折叠纸盒开展生命周期评价，提出具体的改进方案。研究均指出制浆过程是主要的污染来源，这也是改善造纸业污染情况的切入点[13]。1.2.2国外现状西方的造纸技术主要是由中国传入，在工业革命时期，造纸业在机器的帮助下开始快速扩张，相较于原始的人工生产，效率有了极大地提高。与此同时出现的环境问题得到了各国的重视，开始发展废纸的利用，经过不断地努力，各国的废纸利用率逐步上升，其中最高的为丹麦，废纸利用率达到97%。除此之外，各大型造纸企业纷纷建立自己的原材料林业基地，研究新型造纸技术，其中英国公司发明的中型脱墨技术对全球造纸业都产生了十分重要的影响。西方国家造纸业的高产能、低污染离不开学者进行的大量LCA研究。BradenD等人对废纸浆再生产箱板纸进行了生命周期评价，得出结论：生产过程对酸性化、资源消耗、富营养化、全球变暖、人体毒性等影响类型有潜在影响；处理高浓度污染物，需要消耗大量能量和水资源[14]。IsabelaS等人采用LCA法对书写纸的生产过程进行了分析，结果说明减少电力消耗和优化运输环节可以减少潜在环境影响[15]。AnnaF等人使用投出产出法对四种造纸原料纤维进行了比较分析，研究结果表明，废纸是比蔗渣和纺织品更好的造纸原料纤维[16]。SotoodehniaP对废纸再生生物乙醇、废纸回收和废纸填埋进行了生命周期比较分析，分析结果表明，生物乙醇制造方案可降低温室气体排放，带来能源回收效益，减少潜在环境污染[17]。1.3研究内容本文利用生命周期评价方法（LCA）对化学制浆法生产纸产品的生产过程进行研究分析。纸产品根据不同用途和不同生产原料分为众多不同类型，首先确定研究对象为较为常见的新闻纸，降低数据收集难度。通过查阅文献，了解化学制浆法的主要流程，获取各环节的原料消耗、能量消耗以及三类污染物排放情况的数据，列出清单，对数据进行特征化分析以及各环节对环境类型的贡献比，找到灵敏度最高的影响因素和主要消耗、排放环节，针对这些问题寻找切实可行的对策方法，以促进我国造纸业的绿色清洁可持续发展。1.4研究方法生命周期评价（LCA）是系统化定量描述一种产品从原料采集到运输，直至最后报废回收的整个相关过程[8]。从而评价这个过程中的消耗与排放对环境的影响，进而发现问题，降低对环境的负面影响。具体的流程主要分为目标与范围的定义、清单分析、影响评价、生命周期评价结果解释几个部分。需要说明的是，在产品从摇篮到坟墓的整个过程中涉及到多个影响因素。在数据的获取方面造成一定困难，使得部分计算分析的过程无法开展，进而对研究结果产生不可避免的偏差。因此本文基于实际情况，选取从工厂大门到工厂大门的生产过程进行研究，对于不确定性较强的运输、销售、回收处理等环节均不做考虑，从而确定研究结果的客观性及科学性。具体的研究路径如图1-1所示。另外，本研究选用的数据分析软件为亿科环境科技有限公司开发的eBalance软件，完全由我国科研人员独立开发设计，填补了我国生命周期评价软件领域的空白[9]。相较于国际上目前较为流行的Simapro软件与Gabi软件，eBalance软件更能针对国内的实际情况，具有一定的本土化优势，同时在操作上也更加便捷，适合初学者使用。图1-1研究技术路线

2目标与范围2.1相关理论概述2.1.1生命周期评价发展概述随着发展的不断深入，人们开始对环境问题投入越来越多的关注。面对工业化带来的满目疮痍，各方提出了多种应对措施和防范对策，从末端排放控制到过程监管再到产品全程管理，逐步发展为现在被广泛使用的生命周期评价体系，此方法最早是美国中西部研究所为分析研究可口可乐公司两种包装而提出的定量化方案[18]。通过实际的应用效果，证明了该方法的科学可行性，之后世界环境毒理所与化学学会对该方法进行了明确的定义：LCA是评价一个产品系统生命周期整个阶段—从原材料的提取加工，到产品生产、包装、市场营销、使用、再使用和产品维护、直至再循环和最终废物处理—的环境影响工具[19]。生命周期理论开始受到各地企业和研究人员的重视，相关的标准也随之建立，研究范围从最初的包装材料向建筑材料，化学品等多领域发展[20]。政府为了更好对环境进行监控、管理，推行了一系列强制措施，进一步促进了LCA的普及与应用，加快了标准的统一。时至今日，生命周期评价的理论与标准模型已经比较成熟，对生态环境的可持续发展起到了积极作用。2.1.2生命周期评价的局限性尽管目前生命周期评价的理论框架已经十分清晰，但其中至关重要的环节—数据收集存在着极大的障碍与偶然性。在实际生产过程中，企业不会对全部数据进行保存整理，因商业机密的缘故不会对数据进行公布；一些研究对象的生产过程较为复杂，牵涉的环节较多，这也会给数据带来误差。从我国的基本情况来看，目前主流的生命周期评价国际标准还不能完全适用于国内的造纸领域，如果能针对本土造纸业的造纸工艺与能源使用情况建立自己的数据库，评价结果将会更有参考价值，对整改对策更有指导意义。2.1.3生命周期评价的意义通过对产品的全程跟踪分析，可以得出对不同环境类型的影响，清楚流程中各环节对环境影响的差异。这使得企业在追求生态友好与低污染、低排放的生产目标中找到方向，调整治理措施，在灵敏度较高的影响因素上加大技术升级与废物回收处理的力度；政府在宏观的管控上也有了参考依据，对于具体环节设置具体的标准，促进生产转型，实现可持续发展；个人通过这种方法可以了解产品对环境的负担情况，改变消费结构，减轻资源压力，倒逼企业升级，调整生产方向，达成人与自然和谐发展。2.2目标与范围的确定对于化学制浆法生产纸产品开展相关生命周期评价的研究，必须要明确研究的目标与范围。研究目的需要对研究主体、所使用的数据、开展的深度、研究结果将做出何种决策进行具体的阐述。根据研究的目的合适的选取功能单位以及系统边界，功能单位是开展生命周期评价的重要基础，为进入生命周期评价的相关输入和输出提供参考，以保证研究结果的可比较性和量化分析，定义所要研究的产品系统边界应根据国际标准化组织的规定涵盖研究范围内的所有单元，对数据来源要求、提出的假设及限制性条件等等做出详细定义，确保实际研究结果的深度和广度符合预期目标。2.2.1目标的确定（1）以基于化学法制浆制造的新闻纸为研究对象，了解化学制浆法的主要流程，获取备料、制浆、抄造环节的原料消耗、能量消耗以及三类污染物排放情况的数据，列出生命周期清单。（2）对数据进行特征化分析以及各环节对环境类型的贡献比，找到灵敏度最高的影响因素和主要消耗、排放环节，确定造纸行业需主要限制的污染物和重点改治的生产环节，以促进我国造纸业的绿色清洁可持续发展。2.2.2系统范围界定（1）确定功能单位参考国内外相关的研究文献，一般关于纸产品生命周期评价以1t纸产品作为功能单位进行研究。同时为量化的表示出来输入值（能量或资源的消耗)与输出值(废气、废水排放、和废物产生），本文研究选择功能单位为一吨新闻纸。（2）系统边界在一般情况下，纸产品LCA研究中产品的完整生命周期包括原材料获取加工、产品生产、运输、销售以及废弃物回收处理的过程。但是考虑到全过程中采取方式的多样性导致数据庞杂难以获取，数据质量难以保证，结合纸产品生命周期过程的实际情况，本研究主要针对化学制浆法造纸工艺生产纸产品生命周期中的备料过程、制浆过程、抄造过程中的资源、能源消耗和环境消耗进行生命周期评价。对于原材料加工获取、原材料运输，产品的运输、销售、使用、回收等过程的能源消耗本文不做研究。另外，与纸产品生产相关的硬件设备、厂房建设、生活设施等方面的环境影响，能量与化学品的用量小于系统用量1%的部分，对纸产品生产的影响很小因此不计入系统边界内[21]。综上所述得到纸产品生命周期系统边界示意图2-1。备料选择有利于后续废水处理的湿法备料，工艺流程主要有切割，除尘，洗草，脱水螺旋四个步骤；制浆过程因木料组织结构紧密，所以选择脱木素效果较好的硫酸盐法进行制浆，制浆过程主要有蒸煮，筛选净化，漂白三个阶段，选择硫酸盐蒸煮法和Ф700×7000的横管式连续蒸煮器，配合湿法备料以达到最佳效果，用碱量为24%（其中图2-1化学法制浆生产纸产品生命周期系统边界氢氧化钠20%，硫化钠4%），150℃高温下加热3小时。使用离心分离的方法来筛选净化蒸煮处理后的粗浆，选择过氧化氢作为漂白剂；抄造过程首先经过打浆机使纸浆中纤维的排列和分布符合抄纸机所需要的特性，将经过打浆处理的纸浆的送入抄纸机，纸浆通过抄纸机的网部脱水，然后通过压榨部改变纸的表面性质，最后送入干燥部干燥得到成品纸。2.3数据收集为了保证数据的科学有效性，确保LCA分析结果可靠，根据选取的1t新闻纸为功能单位展开数据收集。具体的数据收集来源有以下几个方面：（1）企业生产报表以及行业报告的统计数据：包括其生产过程的原始记录数据以及相关统计报告中提供的数据（2）环境评估报告（3）eBalance生命周期评价数据库2.4清单分析2.4.1原料消耗造纸原料来源比较丰富，主要包括植物纤维和非植物纤维两大类。一般情况企业通常使用植物纤维作为原材料进行生产，具体有树木类、草类、韧皮纤维类、种毛纤维类、废纸纤维类[22]。本研究选取最常见的木材作为原料。数据见表2-1所示：表2-1原料消耗种类林木双氧水硫化钠氢氧化钠硫酸消耗量1381.7kg6kg1kg18kg12kg2.4.2能量消耗化学法制浆可以使原料的适应性大大提高，从而帮助制浆厂扩大生产规模[23]。但同时纯化学法制浆存在一些明显的弊端，比如化学药品消耗量大、设备投资高，尤其是能耗方面，对环境产生了较大的负担。化学法造纸过程中，蒸煮是其中最为关键的一个处理环节，也是对能量消耗较大的一个环节，使用不同的化学药剂和蒸煮设备对能耗均有一定影响[24]，常见的设备有蒸球立式蒸煮锅和管式连续蒸煮器。近代工艺为节约木材、提高纸浆得率，逐步向少污染或无污染的制浆目标发展。研发出改良硫酸盐法的技术，提高了2%左右的纸浆得率，降低化工原料用量而且缩短了蒸煮时间从而降低能耗[25]。关于现代工艺能耗的详细数据见表2-2所示：表2-2能量消耗水煤备料0.29m32.92kg制浆26.56m36.17kg抄造6.78m3458.13kg合计38.52m3535.06kg2.4.3大气污染物颗粒物和有害气体是大气污染的主要因素，这些给大气污染的防控与治理造成很大的困难，温室气体会对环境带来负面影响，有毒有害气体会严重危害人的身体健康，控制降低造纸业的气体污染排放尤为重要。由于添加化学试剂种类繁杂，产生污染物类型也相对较多，其中占比较大的主要有温室气体（如二氧化碳、甲烷、二氧化氮）、产生恶臭气味的硫化物以及生产过程中煤燃烧导致的悬浮颗粒物[26]。具体数据如表2-3所示：表2-3大气污染物排放量大气污染物颗粒物CO2SO2NOx总计0.9257kg2493kg1.98kg1.41kg2.4.4水污染物造纸业对水资源消耗巨大，生产过程中加入的化学原料以及细小的纤维和填料等溶解、混杂在水中，产生了大量的工业废水。化学制浆法的水污染主要来源于蒸煮过程中产生的废液、洗浆漂白过程中产生的中段水、抄纸工序中产生的白水[27]。相较于机械制浆法和化学机械制浆法，化学制浆法对环境的水污染更加严重，机械浆得率较高,因而污染物的产生量较少。化学机械制浆采用的是两步制浆法,污染物的排放负荷比化学制浆过程少得多[28]。化学法制浆的水污染数据如表2-4所示：阶段CODcrBOD5TSPSS备料0.1kg1.1kg0.9kg0.2kg制浆69.4kg45.8kg31.9kg抄造7.1kg4.6kg2.7kg总计76.6kg51.5kg0.9kg34.8kg表2-4水污染物排放量2.4.5固体废物造纸工业外排的固体废物具体包括：（1）备料车间的树皮、木屑和草末等；（2）造纸车间的纤维、细小纤维和填料等；（3）碱回收车间的白泥、绿泥；（4）动力锅炉的灰渣；（5）废水处理系统的污泥[29]，如表2-5所示：表2-5固体废物排放量固体废物一般固体废弃物工业危险废弃物排放量213kg0.19kg2.4.6生命周期清单综上所述，将化学法生产纸产品的原料消耗、能量消耗、三类物染污数据总结为清单，见表2-6所示：表2-6生命周期清单清单种类单位总计原料木材kg1381.7双氧水kg6硫化钠kg1氢氧化钠kg18硫酸kg12能量水m338.52标准煤kg535.06大气污染物颗粒物kg0.9257CO2kg2493SO2kg1.98NOxkg1.41水污染物CODcrkg76.6BOD5kg51.5TSPkg0.9SSkg34.8固体废物一般固体废弃物kg213工业危险废弃物kg0.19

3生命周期环境影响评价3.1特征化生命周期环境影响评价的特征化处理模型种类很多，较为通用的有ISCP2009、IPCC2006、CML2002、IMPAC2002、EDIP2003等[30]。全球变暖选择IPCC2007,富营养化和酸化选择CML2002，可吸入颗粒物选择IMPACT2002+，详细数据如表3-1。参考前人的研究情况以及生命周期清单的数据情况，选择适合本研究的四种环境影响类型，分别是：全球变暖、富营养化、酸化、可吸入颗粒物。使用eBalance软件建立流程图，将总结整理的数据清单输入到eBalance软件中，得到计算分析后的特征化结果，如表3-2。生命周期影响评价过程包含环境类别及类别指标的选择、分类、特征化、归一化和加权等环节[31]，由于加权过程中的权重选择具有有较大主观性和不确定性，使得分析过程缺少客观科学性，很容易产生偏差较大的结果。为了避免这种影响本文选择可持续性消费与生产所2009年制定的规则进行加权评估。这样做有利于使输出结果具有量化的可比较性。具体的各种过程对环境影响参考表3-3。四种环境影响类型中，各物质对环境的影响的贡献分析，如图（3-1）-（3-4）。表3-1环境类型分类和特征化因子环境影响类型基准物质污染物类型特征化因子全球变暖CO2CO21富营养化PO43-CODcr0.022NOx0.13酸化SO2SO21NOx0.7可吸入颗粒物PM2.5PM100.536NOx0.127SO20.078表3-2化法制浆过程特征化分析结果环境影响类型总计全球变暖2493kgCO2eq富营养化1.833kgPO43-eq酸化2.967kgSO2eq可吸入无机物0.8297kgPM2.5eq表3-3各种过程对四种环境类型影响过程酸化富营养化全球变暖可吸入颗粒物备料2.5%1.5%2.2%2.5%制浆65.3%88.7%65.4%65.1%抄造32.2%9.8%32.4%32.4%图3-1新闻纸各生产过程主要物质对酸化的影响如图3-1，酸化的关键物质为SO2。在对酸化的贡献中：备料过程占2.5%，抄造阶段占32.2%，制浆阶段占65.3%。可见酸化的关键流程在于制浆阶段，制浆阶段需要消耗大量能源，而我国能源结构主要以燃煤为主，从而对酸化带来了一定影响。如图3-2，对于富营养化的关键物质为COD。备料过程的贡献度占1.5%，抄造阶段占9.8%，制浆阶段占88.7%，可见富营养化的主要影响过程为制浆过程，其次为抄造过程。制浆过程的主要影响物质为化学需氧量和氮氧化物，抄造过程的主要影响物质为化学需氧量。虽然富营养化对环境的影响相对其他影响类型较小，但是不可忽略。如图3-3，关于全球变暖，备料过程的贡献度占2.2%，抄造阶段占32.4%，制浆阶段占65.4%，可以得出全球变暖环境影响的主要来源是制浆过程。关键物质是CO2。针对降低对全球变暖的影响这一问题，应寻找对策以加强对CO2排放的控制。如图3-4，在对可吸入颗粒物的贡献中，备料过程占2.5%，抄造阶段占32.4%，制浆阶段占65.1%。其关键物质为氮氧化物，在三个过程中对环境影响均占比最高。图3-2新闻纸各生产过程主要物质对富营养化的影响图3-3新闻纸各生产过程主要物质对全球变暖的影响3.2归一化本文通过对生命周期清单数据的特征化已经能得出了各个单元过程中的四种影响类型下的特征值：全球变暖的影响总量为2493kgCO2eq，对富营养化的影响总量为1.833kgPO43-eq，对酸化的影响总量为2.967kgSO2eq，可吸入颗粒物总量为0.8297kgPM2.5eq。为了统一单位，需要对特征化后的数据设定标准，进行归一化。图3-4新闻纸各生产过程主要物质对可吸入颗粒物影响归一化结果如表3-4所示。根据表中计算结果显示，全球变暖，富营养化，酸化，可吸入颗粒物的标准影响潜值为0.286、0.030、0.082、0.046。表3-4不同环境影响特征化总量的标准影响潜值影响类型特征化总量归一化基准标准影响潜值全球变暖2493kgCO2eq87000.286富营养化1.833kgPO43-eq610.030酸化2.967kgSO2eq360.082可吸入颗粒物0.8297kgPM2.5eq180.0463.3加权评估在归一化后，为比较全球变暖、酸化、可吸入颗粒物、富营养化对环境影响大小，还需要将不同环境影响类型进行加权评估。根据专家调查法，本次研究选择可持续性消费与生产所2009年制定的规则进行加权评估。计算结果如表3-5所示。根据表中所得加权结果可知，在备料、制浆、抄造三个过程中，全球变暖对环境的影响最大，加权结果为0.0497。其次是酸化以及可吸入颗粒物，加权结果分别为0.0084、0.0035，富营养化加权数值最小，只有0.0033。3.4生命周期解释评价从清单中可以看出，每生产1t新闻纸，会消耗1381.7kg木材，同时对化学试剂的表3-5不同环境影响加权评估结果影响类型影响潜值权重因子加权结果全球变暖0.2860.1740.0497富营养化0.0300.1120.0033酸化0.0820.1030.0084可吸入颗粒物0.0460.1010.0035需求量分别为双氧水6kg、硫化钠1kg、氢氧化钠18kg、硫酸12kg。需要说明的是，化学制浆法又细分为很多种不同的方法，如石灰法、亚硫酸铵法等。而本研究针对的是目前相对使用较为广泛的硫酸盐法，上述数据为基于此制浆方法生产纸产品的数据。造纸业是传统的水消耗最大的轻工业之一，其只在制浆阶段每功能单位就会使用26.56m³，全过程总计使用38.52m³。巨大的耗水量带来严重的水污染问题。同样的，最大的污染源头来自于化学制浆过程，占全部水污染排放的80%以上。对煤的需求量为每功能单位535.06kg，主要消耗在蒸煮阶段。煤的燃烧会产生一定的大气污染，其中污染物物类型主要分为悬浮颗粒物、温室气体以及硫化物，排放最多的为CO2，共计2493kg。由于CO2以及硫化物主要为燃煤供能所产生。同时，制浆和抄造两个阶段为主要能源消耗阶段，所以上述气体也主要来源于制浆、备料两大阶段。除了水污染和大气污染，生产过程还会产生一些工业废料其中一般固体废弃物占99.91%，危险废弃物占0.09%。通过eBalance软件进行特征化，归一化以及加权评估。结果显示，全球变暖的影响总量为2493kgCO2eq，对富营养化的影响总量为1.833kgPO43-eq，对酸化的影响总量为2.967kgSO2eq，可吸入颗粒物总量为0.8297kgPM2.5eq。从加权结果来看，全球变暖的数值总量最大为0.0497，其次是酸化数值为0.0084，为全球变暖的16.9%。可吸入颗粒物的总量为0.0035。而富营养化的总量为0.0033。是全球变暖的6.6%。因此关键问题是降低对全球变暖这一环境类型的影响，同时加强对酸化和可吸入颗粒物影响的控制。从表3-2可以看出，化学制浆法生产纸产品对四种环境类型均产生一定影响。从表3-3得出在研究范围内的备料、制浆、抄造三个过程中对环境影响最小的是备料阶段，对环境影响最大的阶段是制浆阶段。在对四种环境类型影响中的贡献率分别为酸化65.3%，富营养化88.7%，全球变暖65.4%，可吸入颗粒物65.1%。造成制浆过程对四种环境类型影响最大的原因首先是其蒸煮环节需要保持150摄氏度左右的高温，持续时间为3小时；其次是其需要加入大量化学药剂，主要为碱类化学品。高能源消耗和高化学原料消耗导致其成为环境影响的关键环节。酸化的主要影响物质为SO2和NOX。在对酸化的贡献中：备料过程占2.5%，抄造阶段占32.2%，制浆阶段占65.3%。可见酸化的关键流程在于制浆阶段，制浆阶段需要消耗大量能源，而我国能源结构主要以燃煤为主，从而对酸化带来了一定影响。在对可吸入颗粒物的贡献中，备料过程占2.5%，抄造阶段占32.4%，制浆阶段占65.1%。其主要影响物质为氮氧化物，在三个过程中对环境影响均占比最高。全球变暖的影响因子为CO2、CH4和CO，但是CH4和CO对其影响很小，可以忽略，关键物质为CO2。关于全球变暖，备料过程的贡献度占2.2%，抄造阶段占32.4%，制浆阶段占65.4%，可以得出全球变暖环境影响的主要来源是制浆过程。而造成影响的主要物质是CO2。针对降低对全球变暖的影响这一问题，应寻找对策重点加强对CO2排放的控制。对于富营养化的主要影响物质为COD和NOX。备料过程的贡献度占1.5%，抄造阶段占9.8%，制浆阶段占88.7%，可见富营养化的主要影响过程为制浆过程，其次为抄造过程。制浆过程的主要影响物质为化学需氧量和氮氧化物，抄造过程的主要影响物质为化学需氧量。虽然富营养化对环境的影响相对其他影响类型较小，但是不可忽略。

4结论和展望4.1结论造纸业是国家重点工业，众多产业以此为基础。但是其造成的环境污染问题也十分严重，在可持续发展的理念下，政府和企业开始注重造纸业污染治理，寻求应对措施。本研究采取生命周期评价的方法，选择生产1t新闻纸作为功能单位，通过参考各单位生产报表以及行业报告的统计数据；环境评估报告；eBalance生命周期评价数据库，对化学制浆法生产纸产品的备料、制浆、抄造过程进行数据收集，利用软件进行数据分析，得到以下结果。(1)制作生命周期清单。采用硫酸盐法制浆的造纸过程总计消耗木材1381.7kg、水资源38.52m³。对煤的需求量为每功能单位535.06kg，主要消耗在蒸煮阶段。在污染物排放方面，大气污染物类型主要分为悬浮颗粒物、温室气体以及硫化物，排放最多的为CO2，共计2493kg。由于CO2以及硫化物主要为燃煤供能所产生。同时，制浆和抄造两个阶段为主要能源消耗阶段，所以上述气体也主要来源于制浆、备料两大阶段。水污染各类排放共计163.8kg。生产过程还会产生一些工业废料其中一般固体废弃物占99.91%，危险废弃物占0.09%。(2)计算量化基于化学制浆法制造新闻纸对环境的影响。使用eBalance软件建立流程图，将总结整理的数据清单输入到eBalance软件中，得到计算分析后的特征化结果。全球变暖特征化总量2493kgCO2eq，富营养化特征化总量1.833kgPO43-eq，酸化特征化总量2.967kgSO2eq，可吸入颗粒物特征化总量0.8297kgPM2.5eq。(3)识别了关键流程与关键物质。从分析结果来看，化学制浆法生产纸产品对四种环境类型均产生一定影响。在研究范围内的备料、制浆、抄造三个过程中对环境影响最小的是备料阶段，对环境影响最大的阶段是制浆阶段，在对四种环境类型影响中的贡献率分别为酸化65.3%，富营养化88.7%，全球变暖65.4%，可吸入颗粒物65.1%。造成制浆过程对四种环境类型影响最大的原因首先是其蒸煮环节需要保持150摄氏度左右的高温，持续时间为3小时；其次是其需要加入大量化学药剂，主要为碱类化学品。高能源消耗和高化学原料消耗导致其成为环境影响的关键环节。这说明想要改善污染现状需要加强对制浆阶段的研究与整改。其中全球变暖的关键物质为CO2，酸化的关键物质为SO2，可吸入颗粒物的关键物质为氮氧化物，富营养化的关键物质为COD。(4)识别了关键影响类型。全球变暖、酸化、可吸入颗粒物和富营养化四种影响类型的加权结果分别为0.0497、0.0084、0.0035和0.0033。基于化学制浆法制造新闻纸的关键影响类型为全球变暖，在四种环境影响类型中占比76.5%。4.2不足由于实际条件的限制，本研究存在一些不足之处。在数据收集方面没有深入到生产一线调查，仅依靠查阅相关文献以及前人的研究，难以保证数据的时效性和准确性。对研究结果不免会产生一定的偏差。在研究目标与范围上，本文因数据缺失，在确保结果有效性的前提下仅对造纸的备料、制浆、抄造三个过程进行了评价，没能立足全生命周期。希望后续能进行其他过程的研究，对本文做出补充。4.3展望我国造纸业污染问题整体上已经有了很大改观，然而个别地区还存在一些工艺落后，产能不足的情况。这需要当地政府给与一定帮扶与引导，将LCA思想结合到实际生产中，对当地主要纸产品类型和工艺展开生命周期评价工作，建立完备的数据库，给企业提供新的发展方向，从而营造一个良好的生态环境，最终实现造纸业整体的可持续发展。参考文献参考文献ADDINEN.REFLIST[1]张利波，彭金辉，张世敏．烟秆废料综合利用技术的现状[J]．农业资源与环境学报，2002：34-35．[2]高静静．解读“国昌天宇”—我国造纸业现状分析及未来发展趋势[J]．今日中国论坛2016：43-45．[3]ADDINEN.REFLIST李春庭．烟秆制浆造纸的探讨[J]．纸和造纸，1992：21-22．[4]李洪法，宋明信，陈松涛．秸秆制浆造纸过程中的循环利用方法[J]．纸和造纸，2010：15-22．[5]刘军钛．我国造纸工业60年变迁及发展趋势[J]．造纸化学品，2010（05）：22-26．[6]王飞儿，陈英旭．生命周期评价研究进展[J]．环境污染与防治，2001（05）：45-48．[7]陈舒婷，龚卓炫．生命周期评价研究方法与展望[J]．广东化工，2018，45（22）：67-68．[8]张盆．用生命周期评价化学、机械和生物制浆方法可持续性发展特点[J]．国际造纸，2006（04）：17-21．[9]孙启宏，范与华．国外生命周期评价（LCA）研究综述[J]．标准科学，2000：24-25．[10]杨冬璐．典型再生纸产品的生命周期环境与经济影响评价[D]．沈阳：山东大学，2019：11-18．[11]葛振香．基于LCA的山东省造纸业可持续发展研究[D]．山东：山东师范大学，2017：31-33．[12]周婷．基于生命周期评价的秸秆造纸环境影响研究[D]．南京：南京农业大学，2013：3-12．[13]李梦婷．折叠纸盒的生命周